DE2619874B2

DE2619874B2 - Regelsystem und Verfahren zur Einstellung eines Luft/Brennstoff-Verhältnisses für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2619874B2
Application number: DE2619874A
Authority: DE
Inventors: Tadashi Okazaki Hattori; Takamichi Gamagori Nakase; Fumio Okazaki Sugi; Akira Toyota Takada
Original assignee: Nippon Soken Inc; Toyota Jidosha Kogyo KK
Current assignee: Toyota Motor Corp; Soken Inc
Priority date: 1975-05-06
Filing date: 1976-05-05
Publication date: 1980-04-10
Also published as: US4072137A; DE2619874C3; JPS51129535A; GB1521186A; DE2619874A1; JPS5712853B2

Description

Die Erfindung betrifft einerseits ein Regelsystem zur Einstellung eines I.ufl/Brennstoff-Verhältnisses des einer Brennkraitmaschine über einen in ihrem Ansaugrohr angeordneten Vergaser zugeführten Luft/Brcnnstoff-Ansauggcmisches gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs I andererseits ein Verfahren zur Regelung des Luft/Brennstoff-Verhällniswerles des einer Brennkraftmaschine über eine Ansaugleitung zugeführten Lufi/Brennsioff-iicmisches gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs b.

Zur Erzielung eines maximaler· Wirkungsgrades bei der Steuerung der Abgascmission eines Kraltfahrzeuges bzw. der katalytischen Reinigung der Abgase eine Brennkraftmaschine ist eine genaue Regelung des Luft/Brennstoff-Verhältnisses des der Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs zugeführlen I.uft/Brennstoff-Ansauggcmisches erforderlich.

Hierzu ist es bekannt (DE-OS 23bOb2l und I)IOS 24 Jl 04b), das I.ufi/Brcnnsioff-Verhältnis des Ansaiiggcmischcs bei Verguscr-Hrcnnkrtiflmaschinon durch cinlaßseitige Zuführung von Zusatzluft über einen dem Vergaser zugeordneten Bypaßkanal und ein darin angeordnetes Bypaßvcnlil im wesentlichen in alleiniger Abhängigkeit von den Ausgaiigssignalen eines im Abgasweg der Brennkraftmaschine angeordneten und die Sauerstoffkonzentration der Abgase feststellenden Abgas-Meßfühlers einzuregeln. Ein Nachteil eines solchen Regelsysicms besteht darin, daß im Leerlauf der Brennkraftmaschine aufgrund der dann relativ geringen Ansprechempfindlichkeit des Abgas Meßfühlers instabile Uetricbsverhällnissc auftreten können. Insbesondere bei extremen Witterungs-. Fahr- oder Verkehrsbedingiingcn kann die Temperatur der Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs im Leerlauf außerordentlich stark ansteigen, was zur Bildung von Dampfbliiscn (Perkolalion) im Brennstoff und il.imit zur Bildung eines äußerst fetten Luft/Brennstoff-Gcmisches führt, so dall nicht nur der Wirkungsgrad ties im Abgasweg zur Abgasreinigung angeordneten Katalvsators nachteilig hccinfliif.lt wird, sondern auch ein unruhiger Leerlauf der Brennkraftmaschine auftritt, der ein Aussetzen der

Brennkraftmaschine zur Folge haben kann, wobei das dann erforderliche Wiedcranlassen in der Regel recht schwierig ist.

Weiterhin ist aus der DE-PS 22 54 96! eine Regeleinrichtung für die Zumessung tiner Zusatzluftmenge bei Brennkraftmaschinen bekannt, bei der zur Verbesserung der Verbrennung in Brennkraftmaschinen oder der Nachverbrennung der Abgase mehrere FührungsgröBen in einem geschlossenen Regelkreis Verwendung finden sollen, die im weitesten Sinne aus dem Saugrohrdruck, dem Abgasgegendruck, der Maschinendrehzahl und dem Sauerstoffgehalt oder Kohlenmonoxidgehalt der Abgase bestehen. Diese FührungsgröBen dienen zur Regelung der Entnahme und Rückführung einer von einer Luftpumpe drehzahlabhängig in die Regeleinrichtung eingepumpten Luftmenge, was im wesentlichen in einem Regler durch zwei auf einer gemeinsamen Führungsstange übereinander angeordnete Dosierkegel erfolgt, die derart angeordnet sind, daß bei Zunahme der abströmenden Zusatzluftmenge die rückgeführte Luftmenge abnimmt und umgekehrt. Darüberhinaus sind zur Beeinflussung der in Betracht gezogenen FührungsgröBen noch Signalumformer und Stellglieder vorgesehen. Es handelt sich somit hierbei um einen zur Zumessung von Zusatzluft dienenden, rein mechanischen Luft- bzw. Druckregler, der bei Vergaser-Brennkraftmaschinen zusätzlich zu dem Vergaser eingesetzt werden soll und ebenfalls die vorstehend beschriebenen Nachteile aufweist, da auch hier Pcrkolaiionserscheinungen des Brennstoffs nicht in die Gemischregelung cinbezogen sind.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht somit darin, insbesondere in Form von Fehlzündungen und unruhigem Leerlauf auftretende Bclriebsmängel bei Vergaser-Brennkraftmasehinen zu vermeiden, die aufgrtind von tempcralurbcdingten Pcrkolationserscheinungcn im Brennstoff bei der Regelung des Luft/Brennstoff- Verhältnisses durch Dosierung einer /ugeführten Zusatzluftrenge in einem geschlossenen Regelkreis möglich sind und erhebliche Regelschwankungen mit der Folge eines Stillstands der Brennkraftmaschine bewirken können.

Diese Aufgabe wird mit den im Kennzeichen der Paientanspriiche I bzw. b angegebenen Mitteln gelöst.

Erfindrngsgemäß wird somit Jic praktische Verwcndbiirkcii üblicher, mit Zusatzluftzufuhr arbeitender Gemischrcgelsyslcme erst in vollem Umfang gewährleistet, da das insbesondere auch im Stadtverkehr maßgebliche Bedeutung aufweisende Leerlaufverhalten der Brennkraftmaschine von Kraftfahrzeugen nunmehr wesentlich verbessert is: und das beim Stand der Technik unter Umständen häufig erforderliche, äußerst unbefriedigende Wiedcranlassen durch die Einbeziehung von Perko'ationserscheinungcn im Brennstoff in die Gemischregelung entfällt. Darüberhinaus wird jedoch nicht nur ein stabiler Leerlauf bei Brennkraftmaschinen erzielt, sondern gleichzeitig auch ein hoher Wirkungsgrad bei einem zur Abgasreinigung vorgesehenen Katalysator erreicht.

In den llrKeranspriichcn sind wrlcilh:ifte Weiterbildüngen tier Erfindung wiedergegeben.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausfiihningsbeispicls unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben.

Es /eigt

(■'ig. 1 eine schcm.M'sche Darstellung eines Atisführungsbcispicls des Regelsystems.

F i g. 2 eine Kennlinie des Aiis^angssignuls des Abgas-Meßfühlers g'.Miiäß Fig. 1,

F i g. 3 ein Blockschaltbild der Steuerschaltung gemäil Fig. I,

Fig.4 die .Schaltungsanordnung der Steuerschaltung

■i gemäß F i g. 3 und die

F i g. 5A und 5B Signalverläufe zur Veranschaulichung von Funktion und Wirkungsweise des Zweirichlungs-Schieberegisiers gemäß F i g. 4.

Gemäß der Darstellung in F i g. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 eine Hubkolben-Brennkraftmaschine. Selbstverständlich kann jede andere An vo:i Brennkraftmaschinen verwendet werden. Der Brennkraftmaschine 1 wird über ein Ansaugrohr 3 von einem Vergaser 2 ein Luft/Brennstoff-Gemis^h zugeführt. Im Vergaser 2 wird über einen Luftfilter 4 geführte Luft mit von einem (nicht dargestellten) Brennstofftank kommenden Brennstoff gemischt und dann zerstäubt, wodurch ein Gemisch entsteht. Der Vergaser 2 vteist unter anoerem eine Brennstoffdüse 5. ein Sehwimmergehäuse 5' und eine Drosselklappe 7 auf. die der Steuerung des Luft/Brennstoffgemiscnes mit einem (nicht dargestellten) Gaspedal verbunden und in einem Hauptdurchlaßkanal 6 angeordnet ist. Der Verier 2 unterscheidet sich von herkömmlichen Vergasern dadurch, daß ein Bypassluftkanal 8 zwischen dein Luftfilter 4 und dem Teil des Hauptdurchlaßkanais 6 unterhalb der Drosselklappe 7 zur Umgehung der Brennstoffdüse 5 und der Drosselklappe 7 vorgesehen ist.

Ein Bypassventil 9 ist in dem Bypassluftkanal 8 angeordnet, um den Durchtrittsquerschnitt zu verändern und damit die Menge der hindurchtretenden Luft steuern. Das Bypassventil 9 ist ein quadratisches, drehbares Klappenventil, wobei das eine Ende seiner

)"> Weile mit einem Stellmotor IO verbunden ist. der das Bypaßvenlil 9 bestätigt. Das andere Ende der Welle des Bypaßventils 9 ist mit einem Schalter 11 für den Nachweis der vollständig geschlossenen Stellung des Bypassvcnlils 9 verbunden, so daß der Schalter 11 ein Schließsignal erzeugt, wenn sich das Bypassventil 9 in der vollständig geschlossenen Stellung befindet.

Der Vergaser 2 ist derart eingestellt, dal! er ein Gemisch aufbereitet, das gegenüber den' von der Brennkraftmaschine 1 benötigten Gemisch ein wenig

■fi feit ist. Der Durchflußquerschniii des Bvpassluftkanals wird derart gesteuert, daß sowohl die benötigte als auch die Zusatzluft zugeführt wird, so daß das der Brennkraftmaschine I schließlich /ugeführte Luft/ Brennstoff-Gemisch das erforderliche Lufl/Brennstoff-

V) Verhältnis aufweist.

Eine Abgasleitung 1.2 ist im Abgassystem der Brennkraftmaschine 1 vorgesehen, wobei sich stromabwärts der Abgasleitung 12 ein katalytischer Konver'er 13 zum Reinigen der Abgase befindet. Obwohl der

Yi katalytische Konverter 13 vorzugsweise ein zur Verringerung von NO,., CO und HC geeigneter katalytischer Dicifach-Konverter sein sollte, kann auch jeder andere katalytische Konverter verwendet werden. Der katalytische Konverter 13 kann gegebenenfalls

w» mich tli'irh einen thermischen Re;iklorerscl/I werden.

An der Abgasleitung 12 ist ein Abgas-Meßiuhlcr 14 befestigt, der ein Sauerstoffmeßfühler bekannter Art isi, bei dem Zirkoniumdioxid verwendet wird. Selbstverständlich kann bei ''cm Abgas· Meßfühler 14 auch jedes

''■'· andere Metalloxid, wie beispielsweise Titandioxid. Anwendung finden.

Eine von dem Abgas-Meßfühler 14 abm:^|-benc Spannung ändert sich in Abhängigkeit \on der

Sauerstoffkonzentration im Abgas, wobei sub die Spannung mil dem Luft/Drennsloff Verhältnis des Gemisches in lorm einer Stufe mil dem slöchiomctr,-sehen I.uft/Urennstoff-Verhältnis als Schwellcnwc, t verändert, wie es in M i g. 2 dargestellt ist.

In Fig. I bezeichnet das Bezugszeichen 15 einen Drehzahl-Meßfühler, der die Drehzahl der Brennkrafl maschine ermittelt und ein elektrisches Signal erzeugt. das mittels der .Schließpunkte des Unterbrechers gebildet werden kann, der in einem (mehl dargestellten) herkömmliehen Zündverteiler angeordnet ist. welcher wiederum mil der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine I verbunden ist. Selbstverständlich kann auch ein anderer Meßfühler verwendet werden.

Min Perkolalionsmeßfühler 16 ermittelt cmc Perkola· lion des Brennstoffs, der der Brennkraftmaschine I zugeführt werden soll, und erzeugt ein elektrisches Siiitial. Der Perkolationsmeßfühler 16 kann beispielsweise in einem Kühlwasscrtemperaturfühler vom Bimetall-. Thermoferrit- oder Thermowachs Tv₁ ρ enthalten sein, der die Temperatur lies Kühlwassers der Brennkraftmaschine I ermittelt und auf diese Weise indirekt das Auftreten einer Perkolationserscheinung nachweist. In diesem fall sollte die Temperatureinsiel lung des Meßfühlers für die Kühlwassertemperatur zwischen 90"C" und 100 C oder ungefähr 100 C liegen, so dall ein Ausgangssignal erzeugt wird, wenn die ermittelte Temperatur die voreingcstellte Temperatur übersteigt. Der IVrkolationsmeßfühler 16 ist jedoch nicht auf solche Kühlwassertemperaturfühler beschrankt, sondern kann auch ein anderer Typ sein, der das Auftreten einer Perkolationserscheinung nachweisen kann, beispielsweise durch F.rmiitlung der Temperatur des Brennstoffs in dem Schw immergehäuse 5 .

Mine Steuerschaltung 17 steuert das Betätigen und Anhalten des Stellmotors 10 in Abhängigkeit von Jen Ausgangssignalcn des Abgas-Meßfühlers 14. des Drehzahl-Meßfühlers 15 und des Pcrkolationsmeßfühlers 16 zur Änderung der Stellung des Bvpassventils 9. Hierbei spricht die Steuerschaltung 17 hauptsächlich auf das Ausgangssignal des Abgas-Meßfühlers 14 an. beliitigt das Bypassventil 9 und steuert dadurch die Menge der über dem Bvpassluftkanal 8 /ugefiihrien Zusatzluft, wodurch das Luft/Brennstoff-Verhältnis des Gemisches geregelt wird.

Gemäß der Darstellung in Ii g. 3 erhält die .Steuerschaltung 17 als Eingangssignal das Luft/Brennstoff-Verhältnis-Signal des Abgas-Meßfühlers 14. das M.ischincndrehzahl-Signal des Drehzahl-Meßfühlers 15 und das Bypassvcntil-Schließsignal des Schalters 11 und weist einen Di>Kriminatorkreis 171 für das Luft/Brennstoff-Verhältnis sowie einen Oszillatorkreis 172. einen l.eerlaufsteuerkreis 173. einen umkehrbaren Bcfehlskreis 174. ein Zweirichtungs-Schieberegister 175 und einen Leistungskreis 176 auf. der die Betätigung des Steilmotors 10 steuert, der als Antriebsmotor verwendet wird.

Mit Hilfe des beschriebenen Aufbaus wird das im Vergaser 2 erzeugte und leicht fette Luf'/Brennstoffgemisch mit Zusatzluft über die Bypassleitung 8 in dem Teil stromabwärts der Drosselklappe 7 abgemagert und auf diese Weise mit dem von der Brennkraftmaschine benötigten Luft/Brennstoff-Verhältnis den (nicht dargestellten) Verbrennungskammern zugeführt.

Die durch die Verbrennung des Gemisches entstandenen Abgase werden durch die Abgasauslaßleitung 12. den kaiaiytischen Konverter 13 und einen (nicht dargestellten) Auspufftopf an die Atmosphäre abgegeben. Wenn die M.ischincndrehzahl hobel als die l.eerlauldrehzalil ist. wird das I.ufi/Brennsioff Verhall nis des umi Vergaser 2 aufbereiteten Gemisches uhci den Abgas Meßfühler 14 ermitlell und dessen Λ us *> gangssignal dem Diskriminatorkreis 171 fm das Luft/Brennstoff-Verhältnis zugeführt, der fesisiellt. ob das nachgewiesene I.ufl/Hrennsiiiff-Verhältnis kleiner oder großer als das voreingestellte l.ufl'Ürennstoll Verhältnis (hier das stöchiometrischc I.iifl/Bnnnsloti

i" verhältnis) ist. das eingeregelt werden soll, wodurch, wenn der ermittelte Wert kleiner als der vomngcsiellte Wert lsi. der Stellmotor 10 in eine Richtung gedreht wird, in der sich das Bs passveniil 9 in dem Bspassluiik.in.il 8 öffnet, wohingegen, wenn der

'■· ermittelte Wen großer als der voreingesielllc Weil ist. der Stellmotor 10 in die andere Richtung gedreht wird, in der sieh das Bypassveniil 9 schließt, wodurch il.i". I .lift Brennsiofl· Verhältnis des Gemisches in" dei Zusa'zlufi .uif das uircingeslclllc l.ufl Brennsinfl \ ei hältiiiS eingeregell wird. Andererseits wird bei del l.eerl.iiifdrehzahl im Leerlauf der Maschine, falls der Perkolationsmeßfiihlei 16 fiir die Kiihlwassertempera tür der Hrennki .illmaschirc das Auftreten \on Perkoiation in ähnlicher Weise wie bei den vorstehend

2> beschriebenen Betriebsbedingungen der Brennkraftma schine mn Ausnahme lies Leerlaufs er mn teil. d. h.. wenn die Kühlw asse' temperatur hoher als der \ orcingcstellle Wen ist. das Bypassvcnlil 9 in Abhängigkeil von dem Ausgangssignal des Abgas Meßfühlers 14 betätigt, um

JO das Luft/Brennstoff Verhallnis des Gemisches auf dem stochiomelriscln.il Wert /n hallen und dadurch d.is Auftreten jeglicher Unregelmäßigkeil infolge oner übermäßigen Gemischanreicherung /^ verhindern. Wenn wahrend der l.eerlaufabschnitte im Betneb der

J5 Brennkraftmaschine keine Perkolation auftritt, wird d.is Pypaßventil 9 in einer vorbestimmten geschlossenen Stellung (der vollständig geschlossenen Stellung) gehalten, wodurch ein '.labiler Leerlauf der Brennkraftmaschine I sichergestellt wird. Natürlich ist die vorbcstimmte .Stellung des Bvpassventils 9 nicht auf die vollständig geschlossene Stellung beschränkt, sondern es kann auch jede andere geeignete Venttlstellung benutzt werden.

Die Wirkungsweise des Ausführungsbeispiels wird anhand des in L i g. 4 dargestellten Schaltungsaufhaus der Steuerschaltung 17 näher beschrieben. Ls sollte hier erwähnt werden, daß alle Kreise der Steuerschaltung 17 und des Stellmotors 10 über einen Zündschloß-Schalter 18 durch eine Gleichspannungsquelle 19. beispielsweise durch eine Batterie, mil Strom versorgt werden. D.is Aiisgangssignal des Abgas-Meßfühlers 14 wird auf den Mingang des Diskriminatorkrciscs 171 gegeben, der hauptsächlich aus Widerständen 101,102, 103 und einem Differenzoperationsverstärker 104 besteht, so daß das Ausgangssignal des Abgas-Meßfühlers 14 mit der durch die Widerstände 102, 103 vorangestellten Spannung (d. h.. der Spannung, die gleich der Spannung des Abgas-Meßfüh'ers 14 im wesentlichen für das stöchiometrische Luft/Brennstoff-Verhältnis ist) verglichen und dann in der Weise unterschieden wird, daß bei einem zugeführten Signal oberhalb der voreingestellten Spannung, nämlich, bei einem ermittelten Luft/Brennstoff-Verhältnis unterhalb des stöehiometrischen Verhältnisses, der Ausgang des Diskriminatorkreises den Pegel »1« annimmt wohingegen bei einem zugeführten Signal unterhalb der voreingestellten Spannung, nämlich, bei einem ermittelten Luft/Brennstoff-Verhältnis oberhalb des stöehiometrischen Verhältnisses, das

Ausgangssignal den Pegel »0« annimmt. Der Os/illatorkreis 172 erzeugt Steiiersignalimpulse zum Antrieb des Stellmotors IC. Hin aslabiler Multivibrator wird von den NAND-Gliedern 105, 107 mit Hrweiterungseingängen und den Kondensatoren 106, 108 gebildet, wobei die Impulsfrequenz, derart eingestellt ist. daß eine optimale St. ;erung gesichert ist. Der Leerlaufsteuerkreis 173 wcisi einen Kreis zum Nachweis von Perkolation auf. der aus Widerständen 130,131 und einem Transistor 132 besteht, sowie einen Nachweiskreis für die vollständig geschlossene Stellung, der aus Widerständen 127, 128 und einen "Transistor 129 besteht und einen Nachweiskreis fur die Maschinendrehzahl, der aus den Elementen 109 bis 126 besteht. Dieser Nachweiskreis fur die Maschinendrehzahl ist in üblicher Weise aufgebaut und erhält als F.ingangssignal das Ausgangssignal des Drehzahl-Meßfühlers 15 (die Spannung von der Primärwicklung der Zündspule vom negativen Anschluß der Zündspule oder von der l'unktklemme des Verteilers). Der Nachweiskreis für die Maschinendreh /aiii weist eine Signalformerschaltung aus Widerständen 109, 11, 112, 114, einem Kondensator 110 und einem Transistor 113 sowie einen Digital-Analog-Wandlcr aus Kondensatoren 115, 122. Dioden 116, 117. einem Transistor 118 und Widerständen 119, 120, 121 und einen Vergleicher aus Widerständen 123, 124, 125 und einem Differenz-Operationsverstärker 126 auf. Die Nachweisgeschwindigkeit dieses Nachweiskreises für die Maschinendrehzahl ist so voreingestcllt. daß bei ei er Maschinendrehzahl über der voreingestellten Drehzahl (hier Lcerlaufdrehzahl) das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 126 den Pegel »1« annimmt, während das Ausgangssignal den Pegel »0« annimmt, wenn die Maschinendrehzahl geringer als die voreingestellte Drehzahl ist. d.h., daß das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 126 bei Maschinendrehzahlen unter Leerlaufbetriebsbedingungen den Pegel »0« annimmt. Der Nachweiskreis für die vollständig geschlossene Stellung ist so aufgebaut, daß die Kontakte des Schalters 11 geschlossen sind und das Ausgangssignal (d. h. das Signal am Kollektor des Transistors 129) den Pegel »1« annimmt, wenn sich das Bypassventil 9 in der vollständig geschlossenen Stellung befindet. Der Kreis zum Nachweis von Perkolation ist derart aufgebaut, daß dann, wenn die Kühlwassertemperatur höher als beispielsweise 90⁰C wird, wenn also der Perkolationsmeßfühler 16 für die Kühlwassertemperatur der Brennkraftmaschine ermittelt, daß Perkolation eingetreten ist und seine Kontakte öffnet, das Ausgangssignal (d. h- das Ausgangssignal am Kollektor des Transistors 132) den Pegel »0« annimmt.

Die Ausgangssignale des Diskriminatorkreises 171 für das Luft/Brennstoff-Verhältnis, des Oszillatorkreises 172 und des Leerlaufsteuerkreises 173 werden dem umkehrbaren Befehlskreis 174 zugefühn, der seinerseits die erforderlichen Vorwärts-, Rückwärts- und Haltesignale für den als Zweirichtungsschrittmotor ausgebildeten Stellmotor 10 erzeugt.

Der umkehrbare Befehlskreis 174 bildet die erforderliche logische Schaltung zur Steuerung der Drehrichtung und des Anhaltens des Stellmotors 10 durch die NICHT-Glieder 133,134 und 135, die NOR-Glieder 136 bis 142 und die NAND-Glieder 143 und 144. Wenn die Maschinendrehzahl größer als die voreingestellte Drehzahl ist (d.h. bei allen Maschinendrehzah'.er. oberhalb einer bestimmten Leerlaufdrehzahl) oder wenn die Maschinendrehzahl geringer als die voreingestellte Drehzahl ist (d. h. aber noch im Leerlaufbetrieb)

Hierzu 4 Biatt Zeichnungen

und die Temperatur des Kühlwassers hoher als 90' C" ist. einer Temperatur, bei der aufgrund von Versuchen festgestellt wurde, daß hierbei Perkolation leicht auftreten kann, wird bei einem fetten I .lift/ Brennstoff-Gemisch das NAND-Glied 144 geöffnet, so daß die Sign.'!impulse des Oszillators 172 zu einem F.ingangsan-Schluß a des umkehrbaren Schieberegisters 175 gelangen. Hei einem mageren Gemisch wird dagegen das NAND-Glied 143 geöffnet, so daß die Signalimpiilse zu einem Fingangsanschliiß b des Schieberegisters 175 gelange'¹ Andererseits wird, wenn die Maschinendreh /aiii geringer als die voreingestellle Drehzahl ist (d. h. aber noch im Leerlaufbetrieb) und die Temperatur des Kühlwassers der Brennkraftmaschine geringer als 90'C ist (d.h.. wenn das Auftreten von Perkolation unwahrscheinlich ist), das NAND-Glied 143 solange offen gehalten, bis das Bypasssentil 9 in die vollständig geschlossene Stellung bewegt ist. Wenn der Schalter in die vollständig geschlossene Stellung gebrüht worden ist. werden die beiden NAND-Glieder 143 und 144 geschlossen, so daß die Signalimpiilse nicht mehr zu einem der F.ingangsanschlüsse a und b des Zweirichtungs-Schieberegisters 175 gelangen, wodurch das Bypassventil 9 in der vollständig geschlossenen Stellung gehalten wird. Wenn die Signalimpulse vom Oszillatorkreis 172 den F.ingangsanschluß a des umkehrbaren Schieberegisters 175 erreichen, werden dje Pegel an den Ausgangsanschlüssen O\. Ch. O\ und O» gemäß der Darstellung in Fig. 5A sequentiell verschoben. Andererseits werden, wenn die Signalimpulse_zu_dem Anschluß b gelangen, die Ausgangspegel Ot. Oy O₂, Oi aufeinanderfolgend verschoben, wie _es_in_Fi g. 5B dargestellt ist. Die Nusgangsanschlüsse O_u Ch. O₁ und O_t sind mit dem Leistungskreis 176 verbunden, der Widerstände 145, 146, 147 und 148. die Leistungstransistoren 149, 150, 151 und 152 und die Dioden 153, 154, 155 und 156 aufweist, die eine Gegenspannung auffangen. Der Leistungskreis ist an Feldspulen C₁. C₂. G und G des Stellmotors 10 angeschlossen. Wenn die Signalimpulse zum Eingangsanschluß a des ZweiricV tungs-Schieberegisters 175 gelangen, werden die Transistoren 149, 150, 151 und 152 aufeinanderfolgend durchgeschaltet und die Feldspulen G, G. G und G des Stellmotors 10 auf ähnliche Weise mit zwei Phasen gleichzeitig erregt, so daß der Läufer des Stellmotors 10 in die Richtung des in F i g. 4 dargestellten Pfeils gedreht wird, wodurch das Bypassventil 9 in eine Richtung gedreht wird, in der es sich öffnet. Wenn andererseits die Signalimpulse zum Anschluß b gelangen, tritt die umgekehrte Wirkung ein, so daß der Läufer des Stellmotors 10 in eine Richtung gedreht wird, die der Pfeilrichtung entgegengesetzt ist, so daß das Pypassventil in die andere, sich schließende Richtung gedreht wird. Beim Auftreten von Perkolation im Brennstoff während des Leerlaufbetriebs der Brennkraftmaschine wird somit eine geeignete Luftmenge über den Bypaßluftkanal mittels des Bypassventils zusätzlich zugeführt, um einen Ausgleich zu schaffen und dadurch zu verhindern, daß das Gemisch extrem fett wird. Auf diese Weise können Probleme, wie eine Verschlechterung des Wirkungsgrades des Katalysators Betriebsstörungen der Brennkraftmaschine und Schwierigkeiten beim Wiederanlassen vermieden werden. Wenn dagegen keine Perkolation während der Leerlaufabschnitte des Maschinenbetriebs auftritt, wird das Pypassventil zeitweilig in seiner vollständig geschlossenen Stellung gehalten, so daß ein stabiler Leerlauf der Brennkraftmaschine sichergestellt ist.

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Claims

Patentansprüche:

1. Regelsystem zur Einstellung eines Luft/Brennstoff-Verhältnisses des einer Brennkraftmaschine über einen in ihrem Ansaugrohr angeordneten Vergaser zugeführter Luft/Brennstoff-Ansauggemisches, mit einem dem Vergaser zugeordneten Bypaßluftkanal und einem darin befindlichen Bypaßventil, dessen Stellung in Abhängigkeit von mittels mehrerer Meßfühler ermittelten Betriebsparametern der Brennkraftmaschine, die das das Luft/ Brennstoff-Verhältnis des Ansauggemisches bezeichnende Ausgangssignal eines Abgas-Meßfühlers und das die Drehzahl der Brennkraftmaschine bezeichnende Ausgangssignal eines Drehzahl-Meßfühlers einschließen, zur Aufrechterhaliung eines vorgegebenen Luft/Brennstoff-Verhältniswertes des Ansauggemisches durch kompensierende Änderung einer dm cn den Bypaßluftkanal strömenden Zusatzluftmenge über eine mit den Meßfühlern verbundene Steuerschaltung und eine Antriebseinrichtung steuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung ein als Zweirichtungsschrittmotor ausgebildeter Stellmotor (10) ist. dem von der Steuerschaltung (17) in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen der Meßfühler (14, !5, 16) Steuerimpulssignale zugeführt werden, daß ein Perkolationsmeßfühler (16) vorgesehen ist, der bei Feststellung von Pcrkolationserscheinungen des Brennstoffs im Vergaser (2) ein Ausgungssignal abgibt und der Steuerschaltung (17) zuführt, und dal) der Stellmotor (10) ur,.ibhängig von dem Ausgangssignal des Abgas-Meßfühlers · 4) zur Auficchicrhaltung einer vorgegebenen .Stellung des Bypaßventils (9) betätigt wird, wenn von der Steuerschaltung (17) aufgrund des von dem Drehzahl-Meßliihlcr (15) abgegebenen Signals das Erreichen des l.cerlaufzuslandes der Brennkraftmaschine und gleich/eilig aufgrund des von dem Perkolaiionsmcßfühler (16) abgegebenen Signals keine Pcrkolalionserscrieinimgcn im Brennstoff festgestellt werden.

2. Regelsystem nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß eine Hinrichtung (11) zum Nachweis dient, daß das Bypaßventil (9) die vollständig geschlossene Stellung annähernd erreicht hat. und zur Urzeugung eines elektrischen Signals eine Verbindung zur Steuerschaltung (17) aufweist, wodurch der .Stellmotor (10) angehalten wird, wenn das Bypaßvcnlil (9) nahc/u seine vollständig geschlossene Stellung erreicht ha!.

i. Regelsystem nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (11) einen Schalter aufweist, der in Abhängigkeit von dei Bewegung des Bypaßventils (9) in der Nähe der vollständig geschlossenen Stellung betäligbar ist.

4. Regelsystem nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der l'erkolationsmcßfühlcr (16) einen Kühlwassertempcralurfühlcr zur Ermittlung der Temperatur des Kühlwasser* der Brennkraftmaschine aufweist, der Perkolalion des Brennstoffs indirekt anzeigt.

■'). Regelsystem nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet, daß der Kiihlwassertemperiiliirfiihlcr iiiii cmc Temperatur oberhalb ¹K) ( eingestellt is' und einen Schalter iiiifwcisl. der bei der eingestellten Tempi nitiir umschaltet.

b. Verfahren zur K e t» c I u 11 -_ des Luft/Brennstoff -

Verhältnisweries des einer Brennkraftmaschine über eine Ansaugleitung zugeführten Luft/Brennsioff-Gemisches, bei dem die Konzentration des Sauerstoffanteils in den Abgasen der Brennkraftmaschine gemessen, in Abhängigkeit von der gemessenen Abgas-Sauerstoffkonzentration über einen Bypaßluftkanal eine Anreicherung des zugeführten Luft/Brennstoffgemisches mit Zusatzluft vorgenommen, Betriebszustände der Brennkraftmaschine festgestellt und ein in dem Bypaßluftkanal angeordnetes steuerbares Bypaßventil zur Regelung der Zusatzluftmenge in Abhängigkeit von der gemessenen Abgas-Sauerstoffkonzentration be'atigt werden, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Feststellung von Betriebszuständen der Brennkraftmaschine der Leerlaufzustand und das Auftreten von Perkolalionserscheinungen in dem der Brennkraftmaschine zuzuführenden Brennstoff ermittelt werden und düß die Steuerung des Pypaßventils in Abhängigkeit von der gemessen Abgas-Sauerstoffkonzentration durchgeführt wird, wenn sich die Brennkraftmaschine im Leerlaufzustand befindet und gleichzeitig Perkolationserscheinungen im Brennstoff auftreten.